상용화제는 폴리올레핀과 기타 플라스틱의 PCR 및 PIR 혼합물의 충격/강성 균형과 같은 주요 특성을 개선하는 데 효과적인 것으로 입증되었습니다.#지속 가능한 개발
Dow Engage 호환성제를 사용하지 않은 재활용 HDPE/PP 샘플(상단) 및 Engage POE 호환성제를 포함하는 재활용 HDPE/PP 샘플.호환성은 파단 신율을 130%에서 450%로 3배 늘렸습니다.(사진: 다우케미칼)
플라스틱 재활용이 전 세계적으로 성장하는 시장이 되면서 포장, 소비재, 건설, 농업, 자동차 등의 분야에서 하이브리드 수지 문제를 해결하기 위해 호환 가능한 수지와 첨가제가 점점 더 많이 사용되고 있습니다.폴리올레핀 및 PET와 같은 주류 소비자 플라스틱이 선두를 달리고 있는 가운데 재료 성능 개선, 가공 개선, 비용 및 환경 영향 감소가 주요 과제 중 하나입니다.
재활용 재료 사용의 가장 큰 장벽은 호환되지 않는 플라스틱을 분리하는 데 많은 비용과 시간이 소요된다는 것입니다.상용화제는 비호환성 플라스틱을 용융 혼합할 수 있도록 함으로써 분리 필요성을 줄이고 재료 제조업체가 더 높은 품질의 제품을 생산할 수 있도록 지원하는 동시에 재활용 함량을 늘리고 새로운 저품질 및 저비용 소스에 접근하여 비용을 낮출 수 있습니다.
이러한 재활용 가능 상용화제에는 특수 폴리올레핀 엘라스토머, 스티렌 블록 공중합체, 화학적으로 변형된 폴리올레핀 및 티타늄 알루미늄 화학 기반 첨가제가 포함됩니다.다른 혁신도 나타났습니다.모두 다가오는 무역 박람회에서 중심 무대를 차지할 것으로 예상됩니다.
Dow에 따르면 Engage POE와 Infuse OBC는 PE 백본과 공단량체로서의 알파 올레핀으로 인해 폴리프로필렌과의 HDPE, LDPE 및 LLDPE 호환성에 가장 적합합니다.(사진: 다우케미칼)
원래 충격 및 인장 강도와 같은 폴리올레핀의 특성을 개선하기 위해 도입된 특수 폴리올레핀 엘라스토머(POE) 및 폴리올레핀 플라스토머(POP)는 재활용 PE 및 PP의 상용화제로 발전했으며 때로는 PET 또는 PET와 같은 다른 재료에도 사용됩니다.나일론.
이러한 제품에는 OBC 주입 에틸렌-알파-올레핀 공단량체 랜덤 공중합체인 Dow's Engage POE, 경질-연질 블록 교대 올레핀 공중합체, Exxon Mobil Vistamaxx Propylene-Ethylene 및 Exact Ethylene-Octene POP가 포함됩니다.
ExxonMobil Product Solutions의 시장 개발자인 Jesús Cortes는 이러한 제품이 플라스틱 재활용업체/컴파운더 및 기타 재활용업체에 판매된다고 말하면서 호환성은 재활용업체가 폴리올레핀 스트림에 대한 교차 오염 및 잠재적으로 저비용 핵심 물질을 활용하는 데 도움이 되는 도구가 될 수 있다고 지적했습니다.Dow Chemical Company의 포장 및 특수 플라스틱에 대한 글로벌 지속 가능성 이사인 Han Zhang은 다음과 같이 말했습니다. “우리 고객은 더 넓은 재활용 흐름에 접근할 수 있는 고품질 최종 제품을 생성함으로써 이익을 얻습니다.우리는 제조 가능성을 유지하면서 재활용 함량을 높이기 위해 상용화제를 사용하는 가공업체에 서비스를 제공합니다."
“우리 고객은 더 넓은 재활용 흐름에 접근하면서 더 높은 품질의 최종 제품을 만드는 이점을 누리고 있습니다.”
ExxonMobil' Cortés는 순수 수지 변형에 적합한 동일한 Vistamaxx 및 Exact 등급을 사용하여 재활용 플라스틱과의 호환성을 보장할 수 있음을 확인했습니다.그는 Vistamaxx 폴리머가 HDPE, LDPE 및 LLDPE를 폴리프로필렌과 호환되게 만들고 PET 또는 나일론과 같은 폴리머의 극성으로 인해 폴리올레핀을 이러한 폴리머와 호환되게 만들려면 Vistamaxx 등급 그래프팅이 필요하다고 덧붙였습니다."예를 들어, 우리는 Vistamaxx 폴리머가 컴파운드 제형에 가져올 수 있는 성능 향상을 유지하는 것을 목표로 하면서 나일론과 호환되는 폴리올레핀을 만들기 위해 Vistamaxx를 접목하기 위해 여러 컴파운더와 협력했습니다."
쌀.1 Vistamaxx 첨가제 유무에 관계없이 재활용 HDPE와 폴리프로필렌의 혼합 색상을 보여주는 MFR 차트.(출처: 엑슨모빌)
Cortez에 따르면 매우 바람직한 내충격성과 같은 향상된 기계적 특성을 통해 호환성을 확인할 수 있습니다.재료를 재사용할 때 유동성을 높이는 것도 중요합니다.HDPE 병 스트림을 위한 사출 성형 제제 개발이 그 예입니다.그는 오늘날 이용 가능한 모든 특수 엘라스토머에는 용도가 있다고 지적합니다."토론의 목적은 전반적인 성능을 비교하는 것이 아니라 특정 프로젝트에 가장 적합한 도구를 선택하는 것입니다."
예를 들어 “PE와 PP가 궁합이 맞을 때 비스타맥스가 가장 좋은 결과를 낳는다고 믿는다.그러나 시장에서는 향상된 내충격성도 필요하며, 저온 인성을 찾는 경우 에틸렌-옥텐 플라스토머가 적합할 수 있습니다.”
Cortez는 "Exact나 Dow의 Engage 등급 및 Vistamaxx와 같은 에틸렌-옥텐 플라스토머는 부하 수준이 매우 유사합니다."라고 덧붙였습니다.
Dow's Zhang은 HDPE에 폴리프로필렌이 존재하면 굴곡 탄성률로 측정한 강성은 일반적으로 증가하지만 두 구성 요소의 비호환성으로 인해 인성 및 인장 신율로 측정한 특성은 저하된다고 설명했습니다.이러한 HDPE/PP 혼합물에 상용화제를 사용하면 상 분리를 줄이고 계면 접착력을 향상시켜 강성/점도 균형이 향상됩니다.
쌀.2. Vistamaxx 첨가제 유무에 따라 재활용 HDPE와 폴리프로필렌의 다양한 색상 혼합을 보여주는 충격 강도 그래프.(출처: 엑슨모빌)
Zhang에 따르면 Engage POE와 Infuse OBC는 PE 백본과 알파-올레핀 공단량체로 인해 HDPE, LDPE 및 LLDPE를 폴리프로필렌과 호환되게 만드는 데 가장 적합합니다.PE/PP 혼합물의 첨가제로서 일반적으로 중량을 기준으로 2%~5%의 양으로 사용됩니다.Zhang은 경도와 인성의 균형을 개선함으로써 8100등급과 같은 Engage POE 상용화제는 PE 및 PP 함량이 높은 폐기물을 포함하여 기계적으로 재활용된 PE/PP 혼합물에 더 많은 가치를 제공할 수 있다고 지적했습니다.적용 분야에는 사출 성형 자동차 부품, 페인트 캔, 쓰레기통, 포장 상자, 팔레트 및 야외 가구가 포함됩니다.
시장에서는 향상된 충격 성능이 필요하며 에틸렌 옥텐 플라스토머는 저온 충격 인성이 필요할 때 중요한 역할을 할 수 있습니다.
그는 덧붙였습니다. “단지 3wt만 추가했습니다.% Engage 8100은 PP 성분이 부여하는 더 높은 모듈러스를 유지하면서 호환되지 않는 HDPE/PP 70/30 혼합물의 충격 강도와 인장 신율을 3배로 늘렸습니다.”라고 그는 덧붙였습니다. 저온 가소성 요구 사항에 대해 Engage POE는 주변 온도에서 충격 강도를 제공합니다. 유리전이온도가 매우 낮기 때문이다.
이러한 특수 엘라스토머의 비용에 관해 ExxonMobil의 Cortez는 다음과 같이 말했습니다. “경쟁이 치열한 재활용 가치 사슬에서는 비용과 성능의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.Vistamaxx 폴리머를 사용하면 재활용 수지의 성능이 향상되어 재활용업체가 더 높은 경제적 가치를 얻을 수 있는 응용 분야에 수지를 사용할 수 있습니다.”고성능 소재에 대한 수요를 충족하는 동시에 재활용업체는 비용을 주요 동인으로 삼는 것이 아니라 재활용 플라스틱을 판매할 수 있는 더 큰 기회를 갖게 되어 맞춤형 혼합 및 처리량에 집중할 수 있습니다.”
“혼합 폴리올레핀을 재활용할 수 있는 것 외에도 우리는 나일론, 폴리에스테르와 같은 엔지니어링 플라스틱과 폴리올레핀 등 다양한 혼합물의 재활용을 촉진하기 위해 노력하고 있습니다.우리는 다양한 기능성 폴리머를 제공했지만 새로운 솔루션은 아직 개발 중입니다.포장, 인프라, 운송 및 소비자 응용 분야에서 발견되는 다양한 플라스틱 혼합물을 다루기 위해 적극적으로 개발되고 있습니다."
스티렌 블록 공중합체와 화학적으로 변성된 폴리올레핀은 재활용 수지의 상용성을 강화하고 향상시키기 위한 상용화제로 주목받고 있는 다른 유형의 재료입니다.
Kraton Polymers는 플라스틱 재활용을 위한 성능 강화 첨가제가 포함된 CirKular+ 스티렌계 블록 공중합 플랫폼을 제공합니다.Kraton Specialty Polymers의 글로벌 전략 마케팅 이사인 Julia Strin은 5개 등급으로 구성된 두 가지 시리즈인 CirKular+ Compatibility 시리즈(C1000, C1010, C1010)와 CirKular+ Performance Enhancement 시리즈(C2000 및 C3000)를 지적합니다.이러한 첨가제는 스티렌과 에틸렌/부틸렌(SEBS)을 기반으로 하는 다양한 블록 공중합체입니다.이 제품은 실온 또는 극저온에서의 높은 충격 강도, 강성과 충격 특성을 적용할 수 있는 유연성, 응력 균열에 대한 향상된 저항성 및 향상된 가공성을 포함하여 뛰어난 기계적 특성을 가지고 있습니다.Circular+ 제품은 또한 순수 플라스틱, PCR 및 PIR 폐기물에 대한 다중 수지 호환성을 제공합니다.Grade에 따라 PP, HDPE, LDPE, LLDPE, LDPE, PS, HIPS는 물론 EVOH, PVA, EVA 등의 극성수지에도 사용이 가능합니다.
“우리는 폴리올레핀이 혼합된 플라스틱 폐기물을 재활용하여 보다 가치 있는 제품으로 재활용하는 것이 가능하다는 것을 보여주었습니다.”
Stryn은 “CirKular+의 완전히 재활용 가능한 첨가제를 사용하면 기계적 특성을 개선하고 폴리올레핀 기반 단일 물질 제품의 설계를 지원함으로써 PCR을 재사용할 수 있어 PCR 함량을 90% 이상으로 극대화할 수 있습니다.”라고 말했습니다.변형되지 않은 수지.테스트 결과 CirKular+ 제품은 더 자주 사용하기 위해 최대 5회까지 열처리할 수 있는 것으로 나타났습니다.”
CirKular+ 확장기 제품군은 혼합 PCR 및 PIR 회수 스트림을 업그레이드하기 위한 다중 수지 확장기이며 일반적으로 3%~5%로 추가됩니다.혼합 폐기물 재활용의 두 가지 예로는 76%-PCR HDPE + 19%-PCR PET + 5% Kraton+ C1010의 사출 성형 복합 샘플과 72%-PCR PP + 18%-PCR PET + 10% Kraton+ C1000 샘플이 있습니다..이들 실시예에서는 노치 아이조드 충격강도가 각각 70%, 50% 증가했고, 항복강도는 40%, 30% 증가하면서도 강성을 유지하고 가공성이 향상됐다.PCR LDPE-PET 블렌드도 비슷한 성능을 보였습니다.나일론, ABS에도 효과가 있는 제품입니다.
CirKular+ 성능 향상 시리즈는 일반적인 첨가 수준 3~10%에서 폴리올레핀 및 폴리스티렌의 순환 혼합 PCR 및 PIR 스트림을 업그레이드하도록 설계되었습니다.최근 성공적인 사출 성형 테스트: 91%-PCR PP + 9% Kraton+ C2000.이 제제는 경쟁 제품에 비해 충격 계수 균형이 110% 향상되었습니다.“자동차 및 산업용 애플리케이션의 고급 rPP 애플리케이션에는 이러한 종류의 개선이 필요합니다.이는 포장에도 적용될 수 있지만 덜 엄격한 요구 사항으로 인해 C2000의 양이 줄어들 것입니다.”라고 Steen은 말했습니다.
Kraton+는 성형, 압출 전 또는 재활용 공정의 일부로 재활용 플라스틱과 사전 혼합 또는 건식 혼합이 가능하다고 Stryn은 말합니다.몇 년 전 CirKular+를 출시한 이후 회사는 산업용 팔레트, 식품 및 음료 포장, 자동차 부품, 어린이용 카시트 등의 분야에서 조기 채택을 달성했습니다.CirKular+는 사출 또는 압축 성형, 압출, 회전 성형 및 컴파운딩을 포함한 다양한 공정 응용 분야에도 사용할 수 있습니다.
Polybond 3150/3002는 SI Group의 광범위한 Polybond 화학적으로 변형된 폴리올레핀의 일부이며 결합제 및 상용성 첨가제로 사용할 수 있습니다.모든 유형의 나일론과 호환되는 재활용 폴리프로필렌을 만드는 말레산 무수물 그래프트 폴리프로필렌입니다.기술 관리자이자 기술 지원자인 John Yun에 따르면 일반적인 사용 수준인 5%에서 3배 이상의 아이조드 노치 충격 강도와 역 아이조드 충격 강도를 나타냅니다.시장 개발 이사인 Irfaan Foster는 초기 응용 분야가 자동차 방음이라고 지적합니다.최근에는 바닥 패널, 엔진룸 구성품, 대시보드 뒤를 위한 재활용 폴리프로필렌과 나일론 혼합물에 사용되었습니다.
또 다른 등급은 목재-플라스틱 복합재의 호환성을 향상시키기 위한 첨가제로 2년 전에 소개된 말레산 무수물 접목 고밀도 폴리에틸렌인 Polybond 3029입니다.Yun에 따르면 이 회사는 50/50 PCR/순수 HDPE 블렌드와 호환될 수 있는 궤도에 있는 것 같습니다.
또 다른 종류의 상용화제는 Kenrich Petrochemicals에서 제공하고 배합기 및 성형업체에 판매되는 티타네이트(Ti) 및 지르코네이트(Zr) 촉매와 같은 티타늄-알루미늄 화학을 기반으로 합니다.이 회사의 제품에는 폴리올레핀, PET, PVC 및 PLA와 같은 바이오 플라스틱을 포함한 다양한 폴리머에 대한 상용성 첨가제 역할을 하는 마스터배치 또는 분말 형태의 새로운 촉매가 포함되어 있습니다.Kenrich 사장이자 공동 소유주인 Sal Monte에 따르면 PP/PET/PE와 같은 PCR 혼합물에서의 사용이 탄력을 받고 있다고 합니다.이는 압출 생산성을 높이고 사출 성형 사이클 시간을 단축시키는 것으로 보고되었습니다.
Ken-React CAPS KPR 12/LV 비드와 Ken-React KPR 12/HV 파우더는 PCR을 원래 상태로 복원하는 것으로 보고되었습니다.Monte는 이 제품이 회사의 새로운 LICA 12 알콕시 티타네이트 촉매와 "보다 비용 효과적인" 혼합 금속 촉매를 결합한 결과라고 말했습니다.“우리는 마스터배치처럼 빈에 추가된 모든 재활용 재료의 총 중량의 1.5%~1.75% 범위의 수량으로 CAPS KPR 12/LV 과립을 제공하고 전단력을 유지하기 위해 공정 온도를 10~20% 낮춥니다. 반응 혼합물의.이는 나노미터 수준에서 작동하므로 복합재의 반응 전단이 필요하고 용융에는 높은 토크가 필요합니다.”
Monte는 이러한 첨가제가 LLDPE 및 PP와 같은 첨가제 폴리머와 PET와 같은 중축합물, 유기 및 무기 충전제, PLA와 같은 바이오 플라스틱에 효과적인 상용화제라고 말합니다.일반적인 결과에는 대부분의 비보강 열가소성 수지의 압출, 사출 성형 및 블로우 성형 온도가 9% 감소하고 가공 속도가 20% 증가한 것이 포함됩니다.재활용된 80/20% LDPE/PP 혼합물을 사용하여 유사한 결과를 얻었습니다.한 경우에는 1.5% CAPS KPR 12/LV가 세 가지 PIR 수지(눈금 용융 필름 LLDPE, 20-35 MFI 혼합 사출 성형 폴리프로필렌 공중합체 뚜껑, 열성형 PET 식품 접이식 포장)의 호환성을 보장하는 데 사용되었습니다.PP/PET/PE 혼합물을 1/4″ 크기로 분쇄합니다.최대 ½인치.플레이크와 용융물이 혼합되어 사출 성형 펠릿이 됩니다.
인터페이스 폴리머스(Interface Polymers)의 특허 받은 디블록 첨가제 기술은 분자 수준에서 폴리올레핀의 본질적인 비호환성을 극복하여 가공이 가능하다고 합니다.(사진설명: 계면 폴리머)
유통 사업 SACO AEI Polymers는 재활용 블렌드, 첨가제 및 사슬 연장제를 포함하여 폴리프로필렌, 나일론, PET, 엔지니어링 열가소성 수지 및 PLA 및 PBAT와 같은 바이오 폴리머에 대한 광범위한 상용화제를 생산하는 Fine-Blend의 중국 독점 유통업체입니다.사업부 관리자인 Mike McCormach는 말했습니다.보조 물질에는 비반응성 상용화제가 포함되며, 주로 고분자 혼합 시 화학 반응에 참여하지 않는 블록 및 그래프트 공중합체 또는 랜덤 공중합체가 있습니다.BP-1310은 폴리프로필렌과 폴리스티렌의 재활용 혼합물의 호환성을 3~5% 정도 첨가하면 향상되는 예입니다.재활용 PE/PS 혼합물의 호환성을 향상시키는 첨가제가 개발 중입니다.
파인 블렌드 반응성 상용화제는 재활용 PET, 폴리카보네이트 및 나일론을 위한 ECO-112O를 포함하여 혼합 중에 순수 폴리머와 화학적으로 반응하여 호환성을 향상시킵니다.ABS 및 재활용 PET 상용화제용 HPC-2;폴리프로필렌 및 재활용 폴리프로필렌 생산을 위한 SPG-02.PET 호환 가능.McCormach는 재활용 폴리에스터의 수산기와 반응하여 인성과 상용성을 향상시킬 수 있는 에폭시기를 함유하고 있다고 말했습니다.나일론의 아미노기와 반응할 수 있는 말레산 무수물 그래프트 폴리프로필렌인 CMG9801도 있습니다.
2016년부터 영국 회사인 Interface Polymers Ltd.는 폴리올레핀의 고유한 분자 비호환성을 극복하여 재활용이 가능하도록 하는 독점적인 Polarfin 이중 블록 공중합체 첨가제 기술을 개발했습니다.이러한 이중 블록 첨가제는 순수 및 재활용 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 화합물, 시트 및 필름에 적합합니다.
한 주요 필름 제조업체는 생산성의 큰 손실 없이 다층 필름을 처리하는 프로젝트를 진행하고 있습니다.사업 개발 이사 Simon Waddington은 낮은 로딩 수준에서도 Polarfin이 재활용 혼합 플라스틱을 사용하여 폴리올레핀 필름의 재활용을 방해하는 일반적인 문제인 겔화를 제거했다고 말했습니다."우리는 Polarfin 첨가제 기술을 사용하여 폴리올레핀 혼합 플라스틱 폐기물을 보다 가치 있는 제품으로 재활용할 수 있다는 것을 성공적으로 입증했습니다."
ExxonMobil의 Cortes에 따르면 호환성(예: 재활용 PE/PP와의 Vistamaxx)은 내충격성과 같은 향상된 기계적 특성을 통해 입증될 수 있습니다.(사진: 엑슨모빌)
트윈 스크류 컴파운딩에서 대부분의 엔지니어는 스크류 요소를 구성할 수 있다는 이점을 인식합니다.버킷 섹션 정렬에 대해 알아야 할 사항은 다음과 같습니다.
링크 품질 결함을 조사하거나 처리 문제의 근본 원인을 파악할 때 단서를 제공하기 위해 공간적 및/또는 시간적 패턴을 찾으십시오.식별 가능한 원인을 식별하고 치료하기 위한 전략은 먼저 문제가 만성인지 일시적인지 확인하는 것입니다.
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게시 시간: 2023년 7월 28일